什么是双模式掘进机？双模式掘进机（Dual-Mode Tunnel Boring Machine，简称双模 TBM / 盾构）是隧道工程领域为应对复杂多变地层而研发的全断面隧道施工装备，其核心优势是无需更换整机，即可根据地质条件（如硬岩 / 软岩、完整 / 破碎地层、黏性土 / 砂层等）灵活切换两种掘进模式，大幅提升施工效率、安全性与地层适应性，解决了传统单一模式设备 “水土不服” 的痛点。
一、主要种类
1. 土压平衡-TBM双模式掘进机
① 创新整合：结合土压平衡盾构（软土/破碎地层）与硬岩TBM技术，通过切换出渣系统（皮带机或螺旋输送机）实现模式转换。
② 典型工程：
·“铁兵广花6号”（铁建重工）：全球首台大直径双护盾土压组合式掘进机，成功攻克广州软土与极硬岩交互地层。
·“永安号”：我国最大直径双模盾构机（直径超14米），土压模式防塌方，TBM模式高效破岩，搭载智能地质感知系统。
2. 土压平衡-泥水平衡双模式掘进机
① 关键技术：土压模式稳定渣土掌子面，泥水模式以泥浆平衡高水压，管道与螺旋机双系统支持快速切换（GB/T41053-2021要求模式切换≤1.5小时）。
② 应用场景：高含水砂层与粘土复合地层，如广州地铁九号线工程沉降控制精度≤3mm，有效保护沿线建筑。
3. 敞开式-泥水双模式掘进机
设计亮点：敞开模式高效掘进硬岩，泥水模式应对富水涌砂，一键切换降低涌水风险，采用伸缩隔板与渣土转运装置保障安全。
二、核心技术突破
1. 智能模式切换系统
① 液压控制响应时间≤0.5秒（GB/T41053标准），刀盘配备可换刀具（刮刀/滚刀自适应切换）。
② 双护盾高承压密封技术，确保富水地层安全掘进（如“强基号”主驱动密封配置独立水冷系统）。
2. 地质适应性增强
① 超前地质预报系统（3D激光扫描+滚刀监测），实时优化掘进参数。
② 泥水模式分级减压技术，动态控制压力波动，抑制地表沉降。
3. 结构可靠性升级
① 大直径刀盘设计（如“永安号”组合密封技术），解决载荷不均问题。
② 螺机座内胆过滤结构，维护效率提升80%。
三、典型工程应用与优势
① 跨江河隧道：在高水压砂层中（如珠三角工程），泥水模式稳定水压，土压模式防止喷涌，实现安全穿越。
② 城市深隧工程：全球最大土压双护盾掘进机“强基号”（直径12.68米）采用模块化并联驱动，突破软硬交替地层限制。
③ 地下管廊建设：双模式设备利用率提升40%，减少多设备采购成本，成为未来重点发展方向（GB/T41053预测）。
双模式掘进机以技术融合突破地质壁垒，其灵活性、智能化及高可靠性正重塑隧道工程范式。
